VARIÁVEIS GEOMORFOLÓGICAS NO ESTUDO DE DESLIZAMENTOS EM CARAGUATATUBA-SP UTILIZANDO IMAGENS TM-LANDSAT E SIG

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1 MINISTÉRIO DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS INPE-7511-TDI/724 VARIÁVEIS GEOMORFOLÓGICAS NO ESTUDO DE DESLIZAMENTOS EM CARAGUATATUBA-SP UTILIZANDO IMAGENS TM-LANDSAT E SIG Marcelo Francisco Sestini Dissertação de Mestrado em Sensoriamento Remoto, orientada pela Dra. Teresa Gallotti Florenzano, aprovada em 13 de julho de INPE São José dos Campos 2000

2 SESTINI, M. F. Variáveis geomorfológicas no estudo de deslizamentos em Caraguatatuba SP utilizando imagens TM-LANDSAT e SIG / M. F. Sestini São José dos Campos: INPE, p. (INPE-7511-TDI/724). 1.Sensoriamento remoto. 2.Geomorfologia. 3.Deslizamentos. 4.Processamento de imagens. 5.Sistemas de Informações Geográficas (SIG). I.Título

3 Aprovado pela Banca Examinadora em cumprimento a requisito exigido para a obtenção do Título de Mestre em Sensoriamento Remoto. Candidato (a) : Marcelo Francisco Sestini São José dos Campos, 13 de julho de 1999.

4 AGRADECIMENTOS Agradeço à Dra Teresa Florenzano pela orientação e entusiasmo demonstrado durante a elaboração desta dissertação. À banca examinadora, pela disposição em analisar esta dissertação. À Rosana Okida pela prestatividade e apoio a este trabalho. À Samara (Instituto Oceanográfico), ao pessoal do Instituto Geológico (em especial à Lydia e à Lucy Hidalgo), por cederem os dados necessários e pelas recomendações que muito ajudaram o desenvolvimento deste trabalho. À Cláudia e Comissão de Defesa Civil de Caraguatatuba, pela assistência e ao Jornal Vale Paraibano, que permitiu a consulta de seus arquivos. Ao Centro Tecnológico de Hidráulica por ceder os dados de pluviosidade utilizados neste trabalho. Ao pessoal do Departamento de Processamento de Imagens do INPE (em especial ao Carlos Felgueiras e ao João Pedro), ao Dr Raimundo Almeida Filho, Dr Dalton Valeriano, Dr Lênio Galvão e ao ao Camilo Rennó, que sempre se mostraram prestativos no esclarecimento de dúvidas e na proposta de sugestões. A todos os colegas do Departamento de Sensoriamento Remoto e do Laboratório de Informática do Serviço de Pós Graduação (SPG), pelo companheirismo, em especial ao Luciano Penido (pela ajuda no SPRING), Francisco Maldonado (por ensinar a utilizar o ERDAS) e ao Cláudio Correa, pela assistência constante no SPG. À coordenação do curso de Sensoriamento Remoto pelo apoio na realização deste trabalho; à Etel, pela dedicação extrema aos alunos. Ao INPE, pela oportunidade de realizar o mestrado e à CAPES pela bolsa concedida.

5 SUMÁRIO Pág. LISTA DE FIGURAS LISTA DE TABELAS CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO Justificativa Objetivo...17 CAPÍTULO 2 - FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Movimentos de Massa Introdução Variáveis Condicionantes de Movimentos de Massa Classificação de Movimentos de Massa Dados de Sensoriamento Remoto e Técnicas de Geoprocessamento no Estudo de Risco de Deslizamentos...34 CAPÍTULO 3 - ÁREA DE ESTUDO Localização Caracterização...41 CAPÍTULO 4 - MATERIAIS E MÉTODO Materiais Método Seleção da Área de Estudo e Coleta de Dados Processamento de Imagens TM Pré processamentos Seleção de Bandas e Obtenção de Composições Coloridas Técnicas de Realce de Imagens Interpretação de Dados de Sensoriamento Remoto Tratamento de Dados em SIG Esquema Conceitual de SIG e Uso do SPRING (Sistema de Processamento de Informações Geográficas) Operações entre PI's...71 CAPÍTULO 5 - RESULTADOS E DISCUSSÃO Pré processamentos Análise das Imagens TM Realçadas por ALC Multiplicação entre Bandas Razão entre Bandas...93

6 5.5 Transformação por Componentes Principais Resumo dos Resultados Obtidos através dos Processamentos Geração Automática de Carta de Risco CAPÍTULO 6 - CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES REFERÊNCIAS BIBILOGRÁFICAS APÊNDICE A - BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR APÊNDICE B - PROGRAMAS ELABORADOS EM LEGAL APÊNDICE C - CARTAS DE VARIÁVEIS MORFOMÉTRICAS GERADAS A PARTIR DO MNT...141

7 LISTA DE FIGURAS 2.1 Formas de vertentes Processos geomorfológicos dominantes em uma vertente Tipos de movimentos de massa Esquema dos componentes de um deslizamento superposto às curvas de nível Localização da área de estudo Fluxograma metodológico Precipitação média mensal ao longo do período considerado Algumas das áreas de risco relacionadas na Tabela Bandas do TM e comportamento espectral de alguns objetos TIN sem e com linha de quebra Setor da bacia do rio Santo Antônio, composições 473 RGB e 572 RGB Cicatrizes apresentando rocha exposta e cobertura de capim, TM 473 RGB Perfis espectrais dos setores que apresentam rocha exposta e revestidos por cobertura vegetal rasteira Cicatrizes no espigão localizado na porção da área de estudo e ao longo da SP 99 TM473 RGB Cicatrizes em composição TM 473 RGB e fotografia aérea (1994) da mesma área Rampas compostas por material transportado Cicatrizes de deslizamentos Samambaia sobre antigas cicatrizes Cicatrizes apresentando solo exposto Composições coloridas TM 473 RGB e 5x4 2x4 7x4 RGB Vista da área de estudo,composição 5x4 2x4 7x4 RGB Feições detacadas nas imagens NDVI e razão 4/ Feições detacadas na composição 5/7 4/3 4/1 RGB e na imagem NDVI em relação à composição 473 RGB Área de solo exposto, imagem NDVI Semelhança de alvos em composição 5/7 4/3 4/1 (RGB Feições destacadas na composição 5/7 4/3 4/1 e NDVI em relação à composição TM 473 RGB Discriminação de feições antrópicas na composição CP 432 RGB em relação à composição 5/7 4/3 4/1 RGB Discriminação de diferentes cicatrizes na composição CP 321 RGB Cicatrizes de deslizamentos identificadas na área de estudo Proporção de cicatrizes por classes morfométricas Proporcao de cicatrizes por formas de vertente Unidades de relevo e drenagem Proporção de cicatrizes em cada unidade de relevo Pág.

8 5.24 Carta de área de risco A 1 Carta de aspecto A 2 Carta hipsométrica A 3 Carta de declividade...140

9 LISTA DE TABELAS 2.1 TIPOS DE MOVIMENTOS DE MASSA DADOS DE SENSORIAMENTO REMOTO DADOS CARTOGRÁFICOS LOCAIS E FEIÇÕES DE RISCO IDENTIFICADOS NO PERÍODO DE 1991 A VALORES DE ND'S DAS BANDAS DA IMAGEM TM ANTES E DEPOIS DA ATENUAÇÃO DO EFEITO DA ATMOSFERA ESTATÍSTICA DAS IMAGENS TM MATRIZ DE VARIÂNCIA-COVARIÂNCIA - IMAGEM TM MATRIZ DE CORRELAÇÃO- IMAGEM TM CLASSES DE MORFOMETRIA MATRIZ DE AUTOVETORES IMAGEM TM MATRIZ DE AUTOVALORES - IMAGEM TM AVALIAÇÃO DAS IMAGENS TM CARACTERÍSTICAS DAS UNIDADES DE RELEVO Pág.